Andromeda

La differenza fra noi e le cose che ci circondano è una questione di combinazione di atomi. Al momento del Big Bang (argomento trattato la settimana scorsa) tutte le cose esistenti nell'Universo erano lì, sotto altra forma. In fondo, non siamo mai nati e mai moriremo. Ci trasformiamo: nulla si crea e nulla si distrugge, ma tutto si trasforma. Lo stesso ossigeno che respiriamo oggi è stato respirato da Leonardo da Vinci, da Dante Alighieri.

Conoscendo la genesi di tutta la materia, gli astrofisici sono in grado di pesare la massa dell'intero Universo: quello di cui abbiamo contezza, certamente. Non sappiamo con certezza se l'Universo sia finito o infinito. Possiamo fare calcoli e misure su quello che vediamo.

Sappiamo, dunque, che siamo fatti di atomi. Ma come è fatto un atomo?

Gli atomi non costituiscono particelle elementari perché possono essere ulteriormente scissi.

L'atomo è costituito da un nucleo centrale (che porta tutta la massa) attorno cui si muovono gli elettroni. Gli elettroni: quelli che si comportano in modo strano: se li osserviamo fanno una cosa, se non li osserviamo ne fanno un'altra.

Dal numero degli elettroni dipende la composizione chimica degli elementi. Attraverso gli elettroni, gli atomi interagiscono con gli atomi di altri elementi e formano le molecole.

Il nucleo è ancora suddivisibile, ed è formato da protoni e neutroni che hanno massa simile. Questa massa è di quasi 2000 volte maggiore rispetto alla massa dell'elettrone. I protoni sono carichi positivamente e li indichiamo col segno +. Col segno - indichiamo gli elettroni perchè sono carichi negativamente (la corrente elettrica consiste in un flusso di elettroni che si muovono all'interno di un conduttore). Va da sè che i neutroni sono elettricamente neutri.

I protoni e i neutroni, a loro volta, sono costituiti dai quarks. I quarks sono particelle elementari (non vi sono elementi più piccoli) e sono presenti in tutte le interazioni fondamentali della natura. Sono grandi un miliardesimo di miliardesimo di metro. Gli atomi misurano un decimo di nanometro. E' difficile immaginare misure così piccole. Come risulta difficoltoso figurarsi oggetti grandi come le galassie e distanze enormi calcolabii in anni luce. Nello studio della fisica si ha a che fare con numeri incredibilmente piccioli o incredibilmente grandi.

A seconda del numero dei neutroni all'interno del nucleo, gli elementi chimici differiscono fra loro e prendono il nome di isotopi; che rappresentano un po' le razze di atomi: come le razze dei cani. Un barboncino differisce da un pastore tedesco per una combinazione di atomi e gli atomi differiscono fra loro a seconda del numero dei neutroni all'interno del nucleo.

Ricapitolando, proviamo ad immaginare che l'atomo sia un frutto. All'interno del frutto c'è il nocciolo che è il nucleo. Attorno a questo nucleo si muovono gli elettroni lungo un perimetro che prende il nome di nube elettronica. Provate ad immaginare degli insettini che svolazzano attorno ad una lampadina. All'interno del nocciolo del nostro frutto ci sono i protoni e i neutroni e all'interno di questi ci sono i quarks.

La prossima settimana tratteremo degli stati di aggregazione della materia.